Электрическая длина — Electrical length — Wikipedia

Не путать с Эффективная длина антенны.

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка

. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален.
Найдите источники:
«Электрическая длина» – Новости
·
газеты
·
книги
·
ученый
·
JSTOR
(Декабрь 2011 г.)(Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Часть серия на
Антенны
Общие типы
  • Диполь
  • Фрактал
  • Петля
  • Монополь
  • Спутниковая тарелка
  • Телевидение
  • Хлыст
Составные части
  • Балун
  • Блокировать повышающий преобразователь
  • Коаксиальный кабель
  • Противовес (наземная система)
  • Подача
  • Линия подачи
  • Малошумящий блочный понижающий преобразователь
  • Пассивный радиатор
  • Приемник
  • Ротатор
  • Заглушка
  • Передатчик
  • Тюнер
  • Твин-свинец
Системы
  • Антенная ферма
  • Любительское радио
  • Сотовая сеть
  • Точка доступа
  • Муниципальная беспроводная сеть
  • Радио
  • Радиомачты и вышки
  • Вай фай
  • Беспроводной
Безопасность и регулирование
  • Излучение мобильного телефона и здоровье
  • Беспроводные электронные устройства и здоровье
  • Международный союз электросвязи (Регламент радиосвязи)
  • Всемирная конференция радиосвязи
Источники излучения / регионы
  • Осмотр
  • Фокальное облако
  • Плоскость земли
  • Главный лепесток
  • Ближнее и дальнее поле
  • Боковой лепесток
  • Вертикальная плоскость
Характеристики
  • Усиление массива
  • Направленность
  • Эффективность
  • Электрическая длина
  • Эквивалентный радиус
  • Фактор
  • Уравнение передачи Фрииса
  • Прирост
  • Высота
  • Диаграмма излучения
  • Радиационная стойкость
  • Распространение радио
  • Радиоспектр
  • Соотношение сигнал шум
  • Побочное излучение
Методы
  • Управление лучом
  • Наклон луча
  • Формирование луча
  • Маленькая ячейка
  • Многослойные Bell Laboratories Пространство-время (BLAST)
  • Массивный Несколько входов и выходов (MIMO)
  • Реконфигурация
  • Расширенный спектр
  • Широкополосный космический отдел Множественный доступ (WSDMA)
  • v
  • т
  • е

В телекоммуникации и электротехника, электрическая длина

(или же
длина фазы
) относится к длине электрического проводника с точки зрения сдвиг фазы вводится передачей по этому проводнику[1] с некоторой частотой.

Использование термина

В зависимости от конкретного контекста термин «электрическая длина» используется, а не просто физическая длина, для включения одного или нескольких из следующих трех понятий:

  • Когда вас интересует количество длин волн, или фаза, участвующих в прохождении волны через сегмент линия передачи в частности, можно просто указать эту электрическую длину, не указав при этом физическую длину, частоту или коэффициент скорости. В этом случае электрическая длина обычно выражается как N
    длины волны или как фаза φ, выраженная в градусах или радианах. Таким образом, в микрополоска дизайн можно указать закороченный заглушка длины фазы 60 °, которая будет соответствовать разным физическим длинам при применении к разным частотам. Или можно рассмотреть 2-метровую секцию коаксиального кабеля с электрической длиной четверти длины волны (90 °) на частоте 37,5 МГц и спросить, какой становится его электрическая длина, когда цепь работает на другой частоте.
  • Из-за коэффициент скорости конкретной линии передачи, например, время прохождения сигнала по кабелю определенной длины равно времени прохождения через дольше
    расстояние при движении со скоростью света. Таким образом, импульс, посланный по 2-метровому участку коаксиального кабеля (коэффициент скорости которого составляет 67%), достигнет конца коаксиального кабеля одновременно с тем же импульсом, который поступит на конец оголенного провода длиной 3 метра (по которому он распространяется со скоростью света), и можно сказать, что 2-метровая секция коаксиального кабеля имеет электрическую длину 3 метра или электрическую длину 1/2 длины волны на частоте 50 МГц (поскольку радиоволна 50 МГц имеет длину волны 6 метров).
  • Поскольку резонансные антенны обычно указываются с точки зрения электрической длины их проводников (например, полуволна
    диполь), достижение такой электрической длины в общих чертах приравнивается к электрическому резонансу, то есть чисто резистивному сопротивлению на входе антенны, как обычно желательно. Например, антенна, которая была сделана слишком длинной, будет иметь индуктивное сопротивление, которое можно скорректировать, физически укоротив антенну. Основываясь на этом понимании, распространенный жаргон в торговле антеннами относится к достижению резонанса (подавления реактивного сопротивления) на антенных выводах как
    электрически укорачивание
    эта слишком длинная антенна (или
    электрически удлинение
    слишком короткая антенна), когда электрическая согласующая сеть (или антенный тюнер) выполнил эту задачу без
    физически
    изменение длины антенны. Хотя терминология очень неточна, это использование широко распространено, особенно применительно к использованию загрузочная катушка внизу короткого монополя (вертикаль, или штыревая антенна), чтобы «электрически удлинить» его и достичь электрического резонанса, видимого через загрузочную катушку.

Электрические характеристики симметричных кабелей: параметры передачи

где P0 и Px — мощности сигнала в начале линии и произвольной точке X, соответственно. Если, например, Px = 0,1 P0, то а = 10 дБ.

Любая двухпроводная линия связи представляет собой фильтр нижних частот. Поэтому затухание линии связи является возрастающей функцией частоты.

Затухание линии увеличивается также с температурой, что следует учитывать при проектировании. Особенно чувствительны к изменению затухания цифровые системы связи: при увеличении затухания линии всего на 1 дБ коэффициент ошибок цифрового сигнала может возрасти на один-два порядка.

Следует отметить, что термин Attenuation относится к так называемому собственному затуханию, которое характерно для однородной линии. Такой линией является строительная длина кабеля с одинаковыми конструктивными и электрическими параметрами на всем ее протяжении. Любая реальная линия связи (например, абонентская или соединительная) — это совокупность множества последовательно включенных строительных длин кабеля, при этом у них могут быть отличающиеся конструктивные и электрические параметры. Поэтому на практике линия связи неоднородна, а основные неоднородности сосредоточены в стыках строительных длин кабелей или вызваны дефектами кабелей из-за отклонений в процессе их производства, монтажа и эксплуатации.

В теории электрической связи затухание такой линии называют вносимым затуханием Insertion Loss (IL). В отличие от собственного затухания, вносимое затухание не связано жесткой зависимостью с ее длиной. Степень связи определяется степенью однородности конкретной линии.

Любая линия связи вносит задержку сигнала. Сигнал будет передан без искажений, если время задержки одинаково во всем рабочем диапазоне частот.

Искажения времени задержки в линии могут возникать вследствие резких изменений ее входного сопротивления в местах стыка или чрезмерного изгиба кабеля, из-за чего появляются отраженные сигналы. Эти эффекты особенно заметны на высоких частотах, где они могут быть вызваны отсутствием скрутки пары в месте установки соединителя. Поэтому такие соединители не используются в СКС, начиная с Категории 5. Все строже становятся и требования к однородности характеристик кабеля по всей его длине, соответствию импеданса витых пар кабеля и соединителей, способам укладки и крепления, а также к качеству монтажа кабельных окончаний.

В случае использования технологий xDSL на абонентских линиях телефонной сети неоднородности составляющих их кабелей также играют отрицательную роль. Кроме упомянутых выше видов неоднородностей они могут быть обусловлены параллельными отводами, наличие которых объясняется тем, что при отказе абонента от пользования телефонными услугами соответствующая абонентская пара распределительного кабеля не всегда отключается.

Наряду с искажениями времени задержки весьма существенное влияние на качество передачи сигнала оказывает сама величина времени задержки (Propagation Delay). Она критически важна, например, при одновременной передаче сигналов в одном направлении по нескольким параллельным парам одного кабеля. Такой способ передачи (его называют еще инверсным мультиплексированием) используется, в частности, при пространственном разделении сигналов, когда высокоскоростной сигнал передается параллельно по нескольким симметричным парам. Следует учесть, что большой разброс времени задержки (Propagation Delay Skew) пар кабеля может нарушить правильный порядок восстановления исходного высокоскоростного сигнала на приеме.

Степень неоднородности линии связи оценивается с помощью параметра Return Loss (RL), который переводится чаще всего как «возвратные потери». Пожалуй, более правильно называть этот параметр затуханием отражения или затуханием несогласованности, поскольку он представляет собой логарифмическую меру коэффициента отражения в месте стыка двух отрезков кабеля:

Длина фазы

Первое использование термина «электрическая длина» предполагает синусоидальная волна некоторой частоты или хотя бы узкополосный форма волны сосредоточена вокруг некоторой частоты ж

. Синусоидальная волна будет повторяться с периодом
Т
= ​1⁄
ж
. Частота
ж
будет соответствовать конкретному длина волны λ вдоль конкретного проводника. Для проводников (таких как неизолированный провод или заполненный воздухом уговаривать) которые передают сигналы со скоростью света
c
, длина волны определяется выражением λ =
c

ж
. Расстояние
L
вдоль этого проводника соответствует
N
длины волн, где
N
; = ​
L
⁄λ.

На рисунке справа показана волна N

= 1,5 длины волны. Гребень волны в начале графика, движущийся вправо, появится в конце через время 1.5.
Т
. В
электрическая длина
этого сегмента составляет «1,5 длины волны» или, выраженное как фазовый угол, «540 °» (или 3 π радиан), где
N
длины волн соответствуют φ = 360 ° •
N
(или φ = 2π •
N
радианы). В радиочастота В приложениях, когда задержка вводится из-за линии передачи, часто важен фазовый сдвиг φ, поэтому определение конструкции с точки зрения фазы или электрической длины позволяет адаптировать эту конструкцию к произвольной частоте, используя длина волны λ, применяемая к этой частоте.

Фактор скорости

В линия передачи, сигнал распространяется со скоростью, контролируемой эффективным емкость и индуктивность на единицу длины ЛЭП. Некоторые линии передачи состоят только из неизолированных проводов, и в этом случае их сигналы распространяются со скоростью света. c

. Чаще сигнал распространяется с пониженной скоростью κ
c
, где κ —
коэффициент скорости
, число меньше 1, представляющее отношение этой скорости к скорости света.[2][3]

Большинство линий передачи содержат диэлектрический материал (изолятор), заполняющий часть или все пространство между проводниками. Относительная диэлектрическая проницаемость или же диэлектрическая постоянная

Использование этого материала увеличивает распределенную емкость в кабеле, что снижает коэффициент скорости ниже единицы. Также возможно уменьшение κ из-за относительного проницаемость ( μ р { displaystyle mu _ { text {r}}} ) этого материала, который увеличивает распределенную индуктивность, но этого почти никогда не бывает. Теперь, если заполнить пространство диэлектриком с относительной проницаемостью ϵ р { displaystyle epsilon _ { text {r}}} , то скорость плоской электромагнитной волны уменьшается на коэффициент скорости:
κ = v п c = 1 ϵ р μ р ≈ 1 ϵ р { displaystyle kappa = { frac {v_ {p}} {c}} = { frac {1} { sqrt { epsilon _ { text {r}} mu _ { text {r}} }}} приблизительно { frac {1} { sqrt { epsilon _ { text {r}}}}}} .
Этот пониженный коэффициент скорости может также применяться к распространению сигналов по проводам, погруженным в большое пространство, заполненное этим диэлектриком. Однако, когда только часть пространства вокруг проводников заполнена этим диэлектриком, скорость волны меньше уменьшается. Часть электромагнитной волны, окружающей каждый проводник, «чувствует» действие диэлектрика, а часть находится в свободном пространстве. Тогда можно определить эффективная относительная диэлектрическая проницаемость

ϵ эфф { displaystyle epsilon _ { text {eff}}} который затем предсказывает коэффициент скорости в соответствии с
κ = 1 ϵ эфф { displaystyle kappa = { frac {1} { sqrt { epsilon _ { text {eff}}}}}}
ϵ эфф { displaystyle epsilon _ { text {eff}}} вычисляется как средневзвешенное значение относительной диэлектрической проницаемости свободного пространства (1) и диэлектрика:

ϵ эфф = ( 1 − F ) + F ϵ р { displaystyle epsilon _ { text {eff}} = (1-F) + F epsilon _ { text {r}}}

где коэффициент заполнения

F выражает эффективную долю пространства, на которое влияет диэлектрик.

В случае коаксиальный кабель, где весь объем между внутренним проводником и экраном заполнен диэлектриком, коэффициент заполнения равен единице, поскольку электромагнитная волна ограничена этой областью. В других типах кабеля, например двойной свинец, коэффициент заполнения может быть намного меньше. В любом случае любой кабель, предназначенный для радиочастоты будет иметь коэффициент скорости (а также характеристическое сопротивление), указанные производителем. В случае коаксиального кабеля, где F = 1, коэффициент скорости определяется исключительно типом используемого диэлектрика, как указано. здесь.

Например, типичный коэффициент скорости для коаксиального кабеля составляет 0,66, что соответствует диэлектрической проницаемости 2,25. Предположим, мы хотим послать сигнал 30 МГц по короткому участку такого кабеля и задержать его на четверть волны (90 °). В свободном пространстве эта частота соответствует длине волны λ0= 10 м, поэтому для задержки 0,25 λ потребуется электрическая длина

2,5 м. Применяя коэффициент скорости 0,66, получаем
физический
длина кабеля 1,67 м.

Фактор скорости также применяется к антеннам в тех случаях, когда антенные проводники (частично) окружены диэлектриком. Это особенно относится к микрополосковые антенны такой как патч антенна. Волны на микрополоска на них в основном влияет диэлектрик печатной платы под ними, но также и воздух над ними (из-за краевых эффектов). Таким образом, их коэффициенты скорости зависят не напрямую от диэлектрической проницаемости материала печатной платы, а от эффективный

диэлектрическая проницаемость ϵ эфф { displaystyle epsilon _ { text {eff}}} который часто указывается для материала печатной платы (или может быть рассчитан). Обратите внимание, что коэффициент заполнения и, следовательно, ϵ эфф { displaystyle epsilon _ { text {eff}}} несколько зависят от ширины следа по сравнению с толщиной доски.

Резюме

  • Соединение считается линией передачи, когда его длина составляет не менее четверти длины волны сигнала.
  • В качестве линий передачи обычно используются коаксиальные кабели, хотя для этой цели также служат и дорожки на печатных платах. Двумя стандартными линиями передачи на печатных платах являются несимметричная микрополосковая линия (microstrip) и симметричная микрополосковая линия (stripline).
  • Соединения на печатных платах обычно короткие, и, следовательно, они не показывают поведения линии передачи, пока частоты сигналов не приблизятся к 1 ГГц.
  • Отношение напряжения к току в линии передачи называется характеристическим импедансом. Он зависит от физических свойств кабеля, хотя на него не влияет длина кабеля, а для идеализированных (то есть без потерь) линий это сопротивление чисто резистивное.

Оригинал статьи:

  • What Is a Transmission Line?

Антенны

Хотя есть определенные конструкции широкополосных антенн, многие антенны классифицируются как резонансный и работать в соответствии с дизайном на определенной частоте. Это особенно относится к радиовещательным станциям и системам связи, которые ограничены одной частотой или узкой полосой частот. Это включает диполь и монопольные антенны и все дизайны на их основе (Яги, диполь или монополь массивы, сложенный диполь, так далее.). Помимо директивного усиления лучевые антенны страдая от расчетной частоты, антенна сопротивление точки питания очень чувствителен к сдвигу частоты. Особенно для передачи антенна часто предназначена для работы на резонансной частоте. На резонансной частоте этот импеданс по определению является чистым сопротивление который совпадения то характеристическое сопротивление из линия передачи и выходное (или входное) сопротивление передатчика (или приемника). На частотах, далеких от резонансной частоты, импеданс включает некоторые реактивное сопротивление (емкость или же индуктивность). Возможно антенный тюнер должен использоваться для отмены этого реактивного сопротивления (и для изменения сопротивления в соответствии с линией передачи), однако этого часто избегают в качестве дополнительного осложнения (и его необходимо контролировать на стороне антенны линии передачи).

Условие резонанса в монопольная антенна для элемента должно быть нечетное кратное четверти длины волны, λ

/ 4. В дипольная антенна оба ведомых проводника должны быть такой длины, чтобы общая длина диполя составляла
(2N + 1) λ
/2.

Электрическая длина антенного элемента, как правило, отличается от его физической длины.[нужен лучший источник

][4][5][6]Например, увеличение диаметра проводника или присутствие поблизости металлических предметов уменьшит скорость волн в элементе, увеличивая электрическую длину.[7][8]

Антенна, длина которой меньше ее резонансной длины, описывается как «электрически короткие

«,[9] и экспонаты емкостное сопротивление. Точно так же антенна, длина которой превышает ее резонансную длину, описывается как «
электрически длинный
«и экспонаты индуктивное сопротивление.

Изменение электрической длины под нагрузкой

Катушка нагрузки в антенне мобильного телефона, установленной на крыше автомобиля. Катушка позволяет антенне быть короче четверти длины волны и при этом оставаться резонансной.
Эффективную электрическую длину антенны можно изменить без изменения ее физической длины путем добавления реактивное сопротивление, (индуктивность или же емкость) последовательно с ним.[10] Это называется согласование сосредоточенного импеданса

или же
загрузка
.

Например, монопольная антенна например, металлический стержень с одним концом, будет резонансным, когда его электрическая длина равна четверти длины волны, λ

/ 4 используемой частоты. Если антенна короче четверти длины волны, импеданс точки питания будет включать емкостное сопротивление; это вызывает отражения на фиде и рассогласование на передатчике или приемнике, даже если резистивная составляющая импеданса правильная. Чтобы нейтрализовать емкостное реактивное сопротивление, индуктивность, называемая загрузочная катушка, вставляется между фидером и антенным выводом. Выбор индуктивности с тем же реактивным сопротивлением, что и (отрицательное) емкостное реактивное сопротивление, видимое на выводе антенны, отменяет эту емкость, и
антенная система
(антенна и катушка) снова будут резонансными. Линия питания имеет чисто резистивный импеданс. Поскольку антенна, которая была слишком короткой, теперь кажется резонансной, добавление загрузочной катушки иногда называют «электрическим удлинением» антенны.

Точно так же импеданс точки питания монопольной антенны больше, чем λ

/ 4 (или диполь с руками длиннее, чем
λ
/ 4) будет включать индуктивное сопротивление. Конденсатор, включенный последовательно с антенной, может нейтрализовать это реактивное сопротивление, чтобы сделать его резонансным, что можно назвать «электрическим сокращением» антенны.

Индуктивная нагрузка широко используется для уменьшения длины штыревых антенн портативных радиостанций, таких как рации и коротковолновые антенны на автомобилях для удовлетворения физических требований.

Вертикальная антенна, которая может иметь любую желаемую высоту: примерно менее половины длины волны частоты, на которой работает антенна. Эти антенны могут работать как передающие или как приемные антенны.

Преимущества

Электрическое удлинение позволяет создавать более короткие антенны. Применяется, в частности, для антенн для VLF, длинноволновый и средневолновый передатчики. Потому что эти радиоволны имеют длину от нескольких сотен метров до многих километров, мачта радиаторы необходимой высоты реализовать экономически невозможно. Он также широко используется для штыревые антенны на портативных устройствах, таких как рации чтобы можно было использовать антенны намного короче стандартной четверти длины волны. Наиболее широко используемый пример — это резиновая утка антенна.

Недостатки

Электрическое удлинение снижает пропускная способность антенны, если другое фаза меры контроля не предпринимаются. Электрически выдвинутая антенна меньше эффективный чем эквивалентная полноразмерная антенна.

Техническая реализация

Есть две возможности реализации электрического удлинения.

  1. включение индукционные катушки в серии с антенной
  2. переключение металлических поверхностей, известное как емкость крыши, на концах антенн, которые образуют конденсаторы к земной шар.

Часто оба показателя сочетаются. Катушки, включенные последовательно, иногда необходимо размещать в середине конструкции антенны. Кабина установлена ​​на высоте 150 метров на Blosenbergturm в Беромюнстер представляет собой такую ​​конструкцию, в которой для питания верхней части башни установлен удлинительный змеевик (на крыше Blosenbergturm дополнительно установлен кольцевой конденсатор на крыше)

Заявление

В передающих антеннах передатчиков, работающих на частотах ниже длинноволнового диапазона радиовещания, всегда применяется электрическое удлинение. Его часто применяют в вещательных антеннах длинноволновых радиовещательных станций. Однако для передающих антенн NDB Широко применяется электрическое удлинение, поскольку в них используются антенны, высота которых значительно меньше четверти излучаемой длины волны.

  • Слева характеристики, построенные на основе экспериментально полученных данных о координатах с логарифмической абсциссой. Справа антенна с увеличенной эффективной индуктивностью между двумя точками в соответствии с хорошо известной работой цепей с шунтирующей настройкой, отрегулированной несколько вне резонанса.

Расчет и выбор сечения провода различными способами

Понимание всех параметров и процессов происходящих с электричеством, является залогом правильного выбора кабеля . Данная статья поэтапно объясняет взаимосвязи физических величин, влияющих на надёжную работу энергосети, её безопасную эксплуатацию.

Известно, что все металлы имеют свободные электроны, которые двигаются при наличии приложенного электрического напряжения, создавая электрический ток. Ударяясь об атомы, они теряют энергию, которая переходит в тепловую. Чем больше ток, — тем гуще поток частиц, и чем меньше поперечный разрез проводника, через который они проходят, тем им «тесней», — столкновения чаще, теряется полезная энергия, увеличивается выделение бесполезного, а зачастую опасного тепла.

Лавина тепла

Важно! При росте температуры, растёт удельное сопротивление, увеличивается выделение тепла, что приводит к лавинообразному процессу быстрого разогрева с катастрофическими последствиями.

Существуют сложные формулы, рассчитывающие тепловой баланс, использующие коэффициент плавления и термический коэффициент сопротивления проводника, для определения площади сечения токопроводящей жилы .

Но, в быту применяются уже готовые таблицы, в которых учтена возможность перегрева кабеля в скрытой проводке — в этом случае для одинаковых значений по току и мощности, сечение предписывается большим для кабеля в плохо вентилируемых и термоизолированных местах, чтобы нагрев не был больше допустимого.

Решение на практике

Осуществляется использованием специальных таблиц, стандартов ПУЭ, по которым происходит выбор сечения кабеля. Значение поперечного сечения проводника выбирают несколькими способами:

  1. Расчет сечения провода по мощности;
  2. Выбор провода по току;
  3. Если провод уже есть, но неизвестного сечения.

Выбор по мощности

На каждом электроприборе указывается его номинальная мощность. Суммируя мощности электроприборов, которые планируется подключать к проектируемой электросети одновременно — получить некоторое число, и по таблице подобрать соответствующее сечение медного или алюминиевого кабеля, выбирая подходящее значение мощности.

Прежде всего необходимо учитывать какая предполагается нагрузка на электропроводку, которую мы собираемся прокладывать. В случае когда на одном участке электросети будет находиться несколько электроприборов, то для подсчета предполагаемой нагрузки мы складываем все их мощности. После подсчета этого показателя мы анализируем способ, каким будем прокладывать электросети (открытый или закрытый), а также воздействие какого температурного режима будет оказываться на провода.

Также рассчитать правильную величину сечения кабеля очень важно по той причине, что ошибки в подсчетах приведут к потерям мощности в проводах. Если для бытовых приборов это не столь существенно, то в промышленных масштабах это может привести к достаточно серьезным растратам.

Итак , берем листок и ручку выписываем все электроприборы находящиеся у Вас в квартире и складываем их мощности :

где P1- это мощность, например, чайника в 1,5 кВт, P2-мощность пылесоса в 1,6 кВт и т.д.

После того как все мощности сложили необходимо суммарную мощность умножить на коэффициент одновременности K=0.8 . Этот коэффициент показывает что в определенный период времени все электроприборы в квартире будут работать , но не продолжительное время , а короткий промежуток времени , это нужно обязательно учитывать , т.к. если вы будете выбирать сечение провода только по мощности вы выберете сечение провода больше , а это может оказаться существенно дороже .

Итак , у нас получается :

После подсчета общей мощности выбираем сечение провода (медный или алюминиевый) в таблице 1 :

Таблица 1 — Выбор сечения провода по мощности

Важно ! Если в будущем вы собираетесь увеличивать нагрузку , то необходимо заранее увеличить сечение провода это замечание применяется для всех способов определения сечения провода.

Выбор по току

В таблице 2 можно найти соответствия сечений к номинальному току. Подбор по этому параметру считается более точным. Необходимо посмотреть в паспорта и на бирки электроприборов, обычно указывается номинальная мощность, и далее проделать те же процедуры что и в выше описанном способе.

Далее по формуле мы определяем ток , который максимально действует в линии и на основании этого выбираем сечение провода (формула применима для однофазной сети 220 В):

где Pобщ. — общая мощность электроприборов (Вт).

Есть возможность измерить амперметром ток для каждого потребителя в отдельности своими руками и далее просто просуммировать ток .

Для этого тестер подключают в разрыв цепи — на практике можно взять кусок сетевого провода с вилкой, подключить одну жилу к клемме розетки, другую подать на измерительный прибор. Другой щуп амперметра подсоединить к свободной клемме розетки, и в неё поочерёдно включать имеющуюся бытовую технику, в разных режимах работы, сверяясь с параметрами, заявленными производителями.

Если у Вас трехфазная сеть , необходимо ток найти по этой формуле :

После того как просуммировали токи электроприборов, выбираем по таблице сечение проводника:

Таблица 2 Соотношение силы тока и сечения проводника

Еще один момент , если в вашей трехфазной сети присутствуют электрические двигатели , то ток этого двигателя определяется по формуле:

где — P это мощность двигателя , n- КПД двигателя (есть на бирке двигателя), COS f- коэффициент мощности (также смотрим на бирку) .

И последнее , в трехфазной сети суммируем рассчитанные токи двигателей и рассчитанные токи электроприборов и выбираем из таблицы 2 сечение проводника.

Нужно учитывать еще один момент — это прокладка кабеля. Она может быть открытого типа или закрытого , соответственно и токовые нагрузки будут различаться, поэтому при выборе сечения провода обратите на это внимание. В таблице 2 вы можете проанализировать этот момент

Провод уже есть

В обратной ситуации, когда имеется кабель, но не видно маркировки, необходимо узнать его номинальный ток и мощность, для этого измеряем диаметр провода штангенциркулем, или микрометром. Можно обойтись линейкой, если жила достаточно гибкая, намотать её на тонкий прут, измерить длину получившейся спирали, разделить на количество витков — результат будет соответствовать диаметру.

По формуле вычисляем площадь поперечного сечения проводника:

где π- 3,14 , D — диаметр проводника, можно взять штангенциркуль и померить диаметр (мм)

Методом подбора по сечению из таблицы 1 , можно узнать, для какой мощности сгодится имеющийся кабель.

Выбирать сечение кабеля лучше с запасом. Запрещается эксплуатация кабеля, смотанного в бухту(катушку), ввиду её индуктивного сопротивления.

Монтаж алюминиевого кабеля проводить с особой осторожностью — частое сгибание и разгибание продуцирует невидимые трещины, которые уменьшают сечение, в этом месте растёт сопротивление и происходит точечный перегрев.

Проверка по длине

Фактор длины проводника l также увеличивает сопротивление в сети . Им можно пренебречь на небольшом расстоянии, но по мере его увеличения, падение напряжения на нагрузке будет всё ощутимым, и оно может стать ниже номинального значения — 5 %.

Разберем подробнее , во избежание этого, рассчитывают площадь поперечного сечения всего кабеля, допуская некоторое его значение и используя его в формуле определения сопротивления:

где l — длина провода (м), ϱ — удельное сопротивление проводника (Ом*мм²/м) (см. в таблице 2 ), S — площадь поперечного сечения проводника, определяется из вышеописанного способа (мм²)

Таблица 3- удельное сопротивления металлов:

Далее , по закону Ома находим падение напряжения:

где I — это суммарная сила тока в вашей сети (А), R — рассчитанное сопротивление (Ом).

И последнее , определяем потери в сети . Рассчитанное падение напряжения делим на напряжение в сети и умножаем на 100 %.

Если полученное значение превышает 5% от напряжения сети — сечение кабеля необходимо увеличить по в таблице 1.

Рекомендации

  1. Рон Шмитт, «Объяснение электромагнетизма» [электронный ресурс]: руководство по беспроводной / РЧ, ЭМС и высокоскоростной электронике.
  2. Карр, Джозеф Дж. (1997). СВЧ и технологии беспроводной связи
    . Newnes. п. 51. ISBN 0750697075 .
  3. Амланер, Чарльз Дж. Младший (март 1979 г.). «Конструкция антенн для использования в радиотелеметрии». Справочник по биотелеметрии и радиосопровождению: материалы международной конференции по телеметрии и радиосопровождению в биологии и медицине, Оксфорд, 20–22 марта 1979 г.
    . Эльзевир. п. 260. ISBN 9781483189314 . Получено 23 ноября 2013.
  4. Вейк, Мартин (1997). Стандартный словарь по волоконной оптике
    . Springer Science & Business Media. п. 270. ISBN 0412122413 .
  5. «Электрическая длина». Федеральный стандарт 1037C, Глоссарий телекоммуникационных терминов
    . Национальный администратор электросвязи и информации., Министерство торговли правительства США. 1996 г.. Получено 23 ноября, 2014. Внешняя ссылка в | publisher = (помощь)
  6. Хелфрик, Альберт Д. (2012). Анализаторы электрического спектра и цепей: практический подход
    . Академическая пресса. п. 192. ISBN 978-0080918679 .
  7. Льюис, Джефф (2013). Справочник Newnes по коммуникационным технологиям
    . Эльзевир. п. 46. ISBN 978-1483101026 .
  8. Карр, Джозеф Дж. (11 сентября 2001 г.). Набор инструментов для антенны
    . 53: (Оксфорд: Бостон Ньюнес. п. 288. ISBN 9780080493886 .CS1 maint: location (связь)
  9. Слюсарь В. И. 60 лет теории электрически малогабаритных антенн .// Труды 6-й Международной конференции по теории и технике антенн, 17-21 сентября 2007 г., Севастополь, Украина. — Стр. 116 — 118. [1]
  10. Ховард, Р. Стивен; Воан, Харви Д. (сентябрь 1998 г.). NEETS (серия тренингов по электричеству и электронике ВМС) Модуль 10 — Введение в распространение волн, линии передачи и антенны (NAVEDTRA 14182)
    (PDF). Центр военно-морского образования и подготовки ВМС США. С. 4.17–4.18.
  • Терман, Фредерик Эммонс (1943). Справочник радиоинженера
    . Макгроу-Хилл. п. 773.
  • Краус, Джон Д. (1988). Антенны
    (PDF) (2-е изд.). Макгроу-Хилл. п. 413. ISBN 0-07-035422-7 .
  • Баланис, Константин А. (1997). Теория антенн
    . Джон Вили и сыновья. стр.151. ISBN 0-471-59268-4 .

дальнейшее чтение

  • А. Никль, Патент США 2125804, «Антенна
    «. (Подана 25 мая 1934 г .; выдана 2 августа 1938 г.).
  • Уильям В. Браун, Патент США 2,059,186, «Структура антенны
    «(Подана 25 мая 1934 г .; опубликована 27 октября 1936 г.).
  • Роберт Б. Доум, Патент США 2101674, «Антенна
    «. (Подана 25 мая 1934 г .; выдана 7 декабря 1937 г.).
  • Слюсарь В.И. 60 лет теории электрически малогабаритных антенн .// Труды 6-й Международной конференции по теории и технике антенн, 17-21 сентября 2007 г., Севастополь, Украина. — Стр. 116 — 118. [2]
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]